وأيد الاتحاد الأوروبي FP7 KPM من (RETICIRC).

1. تربية الأسماك وأبقى الأجنة والتي أثيرت في إطار الظروف القياسية (الاسم التجاري 2002) وفقا لنظم تطوير التخصيب في آخر أيام (DPF). واستخدمت الكبار واليرقات في 5 DPF للمقاييس. 2. الإجراء التجريبي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد صك </li></ol> اليرقات: وجزءا لا يتجزأ من يرقات الأسماك في 3٪ قبل تحسنت (28 ° C) ميثيل لمنع حركات الجسم. وضعت الأجنة الجانب الظهري حتى في VisioTracker، التي تواجه شاشة إسقاط. وكانت الأسماك تخدير لفترة وجيزة في 300 ملغ / لتر MS-222، مزودة في جهاز شل حركة ووضعها في VisioTracker: الأسماك البالغة. بدأت قبل القياسات، وتركوا لاسترداد لمدة 1-2 دقيقة. <ol start="2" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جيل من أنماط التحفيز </li></ol> تم إنشاء أنماط التحفيز الرأسي تتكون من حواجز شبكية شرط لا الموجة السوداء والبيضاء تدور حول الأسماكباستخدام حزمة برمجيات احتكارية. فإنها يمكن أن تكون من خلال التضمين حزمة البرامج وفقا لشكل الموجة، وعلى النقيض، شدة وسرعة الزاوي والتردد المكاني. وكان من المتوقع أنماط على الشاشة باستخدام جهاز عرض رقمي ضوء الوارد في VisioTracker. كان المسافة التقريبية بين العين الأسماك وشاشة 4.5 سم، وحجم العرض على الشاشة أفقيا كان 360 درجة و 55 درجة عموديا. بالنسبة للأسماك اليرقات، تم تغيير اتجاه التحفيز مع تردد قدره 0.33 هرتز للحد من وتيرة حركة العين. وحفز الأسماك البالغة unidirectionally وفقط اعتبر العين في حفز الزمنية إلى الأنف الاتجاه، منذ الأنف إلى سرعة الزمنية العين بشكل عام هو أقل من ذلك بكثير وأقل المستمر (يرجى الرجوع إلى مولر وNeuhauss، 2010). <ol start="3" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل حركات العين </li></ol> كان يأكل A-الصورة المشرقة مجال رأس السمكة إلى كاميرا فيديو بالأشعة تحت الحمراء. وتم تحقيق الإضاءة بالأشعة تحت الحمراء من الأسماك و<html> ROM أدناه. سجلت الكاميرا الصور بمعدل من 5 إطارات / ثانية (اليرقات) أو 12.5 إطارات / ثانية (للبالغين)، على التوالي. تتم معالجة الصور تلقائيا، وتصحيح ممهدة لشكل العين. ثم تم تحديد التوجه العين فيما يتعلق المحور الأفقي تلقائيا وحساب سرعة العين من خلال حزمة البرمجيات الاحتكارية. تم تصحيح تلقائيا حركات صغيرة من الأسماك لمن قبل البرنامج. وقد تحقق كل تسجيل وتحليل في الوقت الحقيقي. 3. بعد معالجة البيانات التجريبية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم تصفيتها القياسات الخام للسرعات العين saccades من أجل انتزاع بطيئة السرعة المرحلة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وممهدة حركة العين، تمت تصفيتها منحنيات السرعة العين بمتوسط ​​تعمل مع نافذة انزلاق من 7 إطارات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد بلغ متوسط ​​سرعة العين على الإطارات مع الظروف التحفيز متطابقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بالنسبة للأسماك اليرقات، وبلغ متوسط ​​سرعة العين على كلتا العينين. </li></ol> 4. ممثل النتائج: معشوقة = &quot;jove_content&quot;&gt; من أجل تقييم قدرات VisioTracker للأسماك اليرقات والكبار، وأجريت تجارب على يرقات اسماك الزرد في 5 DPF، والزرد الكبار. لاسماك الزرد اليرقات، تم اختيار متحولة الوفير. في هذه العدسة، متحولة الخلايا الظهارية hyperproliferate، مما أدى إلى انخفاض حجم العدسة والمكان خارج الرحم للعدسة. وترد هذه التعديلات الشكلية من قبل الحد بدرجة كبيرة من التباين وحساسية حدة البصر (Schonthaler وآخرون، 2010). الشكل 1 يوضح الفرق في الحساسية النقيض من المسوخ الوفير مقابل من النوع البري الأشقاء. المسوخ الوفير تفشل على نحو متزايد لضبط سرعة العين كما النقصان النقيض التحفيز. عن طريق القياس، عندما يتم زيادة وتيرة التحفيز المكانية، أي يتم تقليل عرض شريط التحفيز، المسوخ الوفير بالمثل تبرهن خفض حدة البصر (الشكل 2) اعتماد الكبار اسماك الزرد visuaوكان التحقيق الأداء L في الظروف البيئية عن طريق إخضاع الأسماك لتركيزات مختلفة من الكحول في الماء دبابتهم لمدة 30 دقيقة في وقت لاحق وقياس حركة العين استجابة التحفيز في ظل ظروف مختلفة. اسماك الزرد الكبار تظهر انخفاض ملحوظ في حساسية التباين عند الاحتفاظ بها في تركيزات الكحول زيادة (الشكل 3). ويمكن ملاحظة مماثلة A تعتمد على الجرعة الحد من سرعة العين العامة على نطاق واسع من الترددات المكانية عندما تم علاج الأسماك بتركيزات الكحول زيادة (الشكل 4). وعلاوة على ذلك العلاج الكحول الجرعة بشكل تابع يقلل أداء المحرك للعين في أكثر من المهام الشاقة والتي تجلت في زيادة سرعات التحفيز (الشكل 5). <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/3556/3556fig1.jpg" /> الشكل 1. اسماك الزرد سرعة العين اليرقات تعتمد على النقيض من التحفيز. وقد تم تحليل طفرات الوفير 10 و 10 الأشقاء من النوع البري في 5 DPF تحت متفاوتة ق<html> شروط timulus الشريط المقابل. يبين الرسم البياني متوسط ​​سرعة العين ± 1 SEM. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/3556/3556fig2.jpg" /> الشكل 2. اسماك الزرد سرعة العين اليرقات تعتمد على التردد المكاني. وتعرض المسوخ الوفير 10 و 10 الأشقاء من النوع البري لمختلف بعرض شريط التحفيز في 5 DPF وتحليلها كما هو موضح. يبين الرسم البياني متوسط ​​سرعة العين ± 1 SEM. <img alt="الشكل 3" src="/files/ftp_upload/3556/3556fig3.jpg" /> الشكل 3. الكبار الكحول عرض اسماك الزرد تعتمد على التركيز في الحد من حساسية التباين. واستمرت في اسماك الزرد الكبار متفاوتة تركيزات الكحول على النحو المشار إليه لمدة 30 دقيقة وتحليلها تحت ظروف مختلفة التحفيز على النقيض شريطية. الرسم البياني يوضح معدل السرعة الزمنية العين إلى الأنف ± 1 من 9 SEM الأسماك لكل مجموعة (باستثناء المجموعة الضابطة: ن = 11). ه 4 &quot;SRC =&quot; / files/ftp_upload/3556/3556fig4.jpg &quot;/&gt; الشكل 4. الكحول الكبار عرض اسماك الزرد تعتمد على التركيز في الحد من حركة العين شاملة على مجموعة واسعة من الشريط عرض الحوافز. واستمرت في اسماك الزرد الكبار متفاوتة تركيزات الكحول على النحو المشار إليه لمدة 30 دقيقة وتحليلها تحت ظروف مختلفة التحفيز عرض الشريط. الرسم البياني يوضح معدل السرعة الزمنية العين إلى الأنف ± 1 من 9 SEM الأسماك لكل مجموعة (باستثناء المجموعة الضابطة: ن = 11). <img alt="الشكل 5" src="/files/ftp_upload/3556/3556fig5.jpg" /> الشكل 5. الكبار الكحول عرض اسماك الزرد تعتمد على التركيز في الحد من حركة العين شاملة على مجموعة واسعة من سرعات التحفيز. واستمرت في اسماك الزرد الكبار متفاوتة تركيزات الكحول على النحو المشار إليه لمدة 30 دقيقة وتحليلها تحت ظروف متفاوتة السرعة التحفيز. الرسم البياني يوضح معدل السرعة الزمنية العين إلى الأنف ± 1 من 9 SEM الأسماك لكل مجموعة (باستثناء المجموعة الضابطة:ن = 11).

<ol>
	<li>Bahadori, R., Rinner, O., Schonthaler, H. B., Biehlmaier, O., Makhankov, Y. V., Paris, R., Jagadeeswaran, P., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fade+out+mutant+is+a+novel+genetic+model+for+Hermansky-Pudlak+syndrome.">The fade out mutant is a novel genetic model for Hermansky-Pudlak syndrome.</a> Investigative Optical and Visual Sciences. 47, 4523-4531 (2006).</li><li>Beck, J. C., Gilland, E., Baker, R., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instrumentation+for+measuring+oculomotor+performance+and+plasticity+in+larval+organisms.">Instrumentation for measuring oculomotor performance and plasticity in larval organisms.</a> Methods in Cell Biol. 76, 383-411 (2004).</li><li>Brand, M. G. M., N&#252;sslein-Vollhard, C., N&#252;sslein-Vollhard, C., Dahm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keeping+and+raising+Zebrafish.">Keeping and raising Zebrafish.</a> Zebrafish, Practical Approach Series. , 7-37 (2002).</li><li>Easter, S. S., Nicola, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+vision+in+the+zebrafish+(Danio+rerio).">The development of vision in the zebrafish (Danio rerio).</a> Dev. Biol. 180, 646-663 (1996).</li><li>Easter, S. S., Nicola, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+eye+movements+in+the+zebrafish+(Danio+rerio).">The development of eye movements in the zebrafish (Danio rerio).</a> Dev. Psychobiol. 31, 267-276 (1997).</li><li>Haug, M. F., Biehlmaier, O., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+acuity+in+zebrafish:+behavior+and+histology.">Visual acuity in zebrafish: behavior and histology.</a> Frontiers in Zoology. 7, 8-8 (2010).</li><li>Huang, Y., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+optokinetic+response+in+zebrafish+and+its+applications.">The optokinetic response in zebrafish and its applications.</a> Frontiers in Bioscience. 13, 1899-1916 (2008).</li><li>Major, G., Baker, R., Aksaya, E., Mensh, B., Seung, H. S., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+and+tuning+by+visual+feedback+of+the+stability+of+a+neural+integrator.">Plasticity and tuning by visual feedback of the stability of a neural integrator.</a> Proc Natl Acad Sci U.S.A. 101, 7739-7744 (2004).</li><li>Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Measurements+of+the+optokinetic+response+in+adult+fish.">Quantitative Measurements of the optokinetic response in adult fish.</a> J. Neurosci. Meth. 186, 29-34 (2010).</li><li>Neuhauss, S. C. F., Biehlmaier, O., Seeliger, M. W., Das, T., Kohler, K., Harris, W. A., Baier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+disorders+of+vision+revealed+by+a+behavioral+screen+of+400+essential+loci+in+zebrafish.">Genetic disorders of vision revealed by a behavioral screen of 400 essential loci in zebrafish.</a> J. Neurosci. 19, 8603-8615 (1999).</li><li>Qian, H., Zhu, Y., Ramsey, D. J., Chappell, R. L., Dowling, J. E., Ripps, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directional+asymmetries+in+the+optokinetic+response+of+larval+zebrafish.">Directional asymmetries in the optokinetic response of larval zebrafish.</a> Zebrafish. 2, 189-196 (2005).</li><li>Renninger, S. L., Gesemann, M., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cone+arrestin+confers+cone+vision+of+high+temporal+resolution+in+zebrafish+larvae.">Cone arrestin confers cone vision of high temporal resolution in zebrafish larvae.</a> Eur. J. Neurosci. 33, 658-667 (2011).</li><li>Rick, J. M., Horschke, I., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optokinetic+behavior+is+reversed+in+achiasmatic+mutant+zebrafish+larvae.">Optokinetic behavior is reversed in achiasmatic mutant zebrafish larvae.</a> Curr. Biol. 10, 595-598 (2000).</li><li>Rinner, O., Rick, J. M., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast+sensitivity,+spatial+and+temporal+tuning+of+the+larval+zebrafish+optokinetic+response.">Contrast sensitivity, spatial and temporal tuning of the larval zebrafish optokinetic response.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 46, 137-142 .</li><li>Rinner, O., Makhankov, Y. V., Biehlmaier, O. S., Neuhauss, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knockdown+of+cone+specific+kinase+GRK7+in+larval+zebrafish+leads+to+impaired+cone-response+recovery+and+delayed+dark+adaptation.">Knockdown of cone specific kinase GRK7 in larval zebrafish leads to impaired cone-response recovery and delayed dark adaptation.</a> Neuron. 47, 231-242 (2005).</li><li>Roeser, T., Baier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visuomotor+behaviors+in+larval+zebrafish+after+GFP-guided+laser+ablation+of+the+optic+tectum.">Visuomotor behaviors in larval zebrafish after GFP-guided laser ablation of the optic tectum.</a> J. Neurosci. 23, 3726-3734 (2003).</li><li>Schonthaler, H., Fleisch, V. C., Biehlmaier, O., Makhankov, Y. M., Rinner, O., Bahadori, R., Schwarz, H., Neuhauss, S. C. F., Dahm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+mutant+leberkn+del/vam6+resembles+human+multi-systemic+disorders+caused+by+aberrant+trafficking+of+endosomal+vesicles.">The zebrafish mutant leberkn del/vam6 resembles human multi-systemic disorders caused by aberrant trafficking of endosomal vesicles.</a> Development. 135, 387-399 (2008).</li><li>Schonthaler, H. B., Franz-Odendaal, T. A., Hodel, C., Gehring, I., Schwarz, H., Neuhauss, S. C. F., Dahm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+mutant+bumper+shows+a+hyperproliferation+of+lens+epithelial+cells+and+fibre+cell+degeneration+leading+to+functional+blindness.">The zebrafish mutant bumper shows a hyperproliferation of lens epithelial cells and fibre cell degeneration leading to functional blindness.</a> Mech. Dev. 127, 203-219 (2010).</li><li>Schonthaler, H. B., Lampert, J. M., Lintig, J. v. o. n., Schwarz, H., Geisler, R., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mutation+in+the+pmel17+gene+leads+to+defects+in+melanosome+biogenesis+and+alterations+the+visual+system+in+the+zebrafish+mutant+fading+vision.">A mutation in the pmel17 gene leads to defects in melanosome biogenesis and alterations the visual system in the zebrafish mutant fading vision.</a> Developmental Biology. 284, 231-242 (2005).</li></ol>

أوليفر DR Schnaedelbach وهولجر Russig D. هم موظفون من TSE SYSTEMS GMBH التي تنتج تتبع أداء النظام البصري المستخدمة في هذه المقالة. وقد رعت إنتاج هذه المادة TSE SYSTEMS GMBH. ستيفان CF Neuhuass هو موظف في جامعة زيوريخ الذي يتلقى الأجر من قبل أنظمة TSE لكل نظام بيعها.

وقد تم الاعتراف بأهمية OKR لدراسة وظيفة البصرية في المجتمع العلمي لفترة طويلة (عيد الفصح ونيكولا 1996، 1997)، ومحاولات لتحديد نموذج حقا لقد بدأت بشكل جيد أكثر من عشر سنوات. عيد الفصح وضعت نقولا (1996) مع نظام التناوب آلية الطبول شريطية، حيث تم تحليل تسجيل الفيديو من حركة العين يدويا. عانى هذا النظام من عدم وجود تجميد الجنين الأسماك، الأمر الذي يتطلب اعادة تموضع دليل متكررة، ويمكن الكشف عن الحركات تتبع من العيون إلا بصعوبة بالغة. خطوة إلى الأمام استخدام طبل الفيديو المتوقعة مخطط للسماح لمزيد من التحفيز متغير العرض الكمبيوتر ولدت (ROESER وباير، 2003؛ Rinner وآخرون، 2005A). وقد ثبت دليل في الغالب، والإطار حسب الإطار تحليل تسجيلات بالفيديو لتكون شاقة للغاية، وإلى حد ما يعوقها التحيز المراقب (بيك وآخرون،2004). واقترح التحليل الآلي في الوقت الحقيقي للسماح باستخدام آليات التعلم السلوكية من الملاحظات (الكبرى وآخرون، 2004). وقد تم استخدام الإضاءة بالأشعة تحت الحمراء والتردد التي تسيطر عليها المحفزات الدورية رائدها بيك وآخرون (2004). ومع ذلك، وصفت النظام هناك فقط وقد تم استخدامها ليرقات، وإجراء تحليل خارج الشبكة. علاوة على ذلك، يسمح VisioTracker سيطرة كاملة على المحفزات، بما في ذلك تغيير التحفيز أثناء التجربة، مما يتيح قدرا أكبر من المرونة والنفوذ عفوية على مسار التجربة. أيضا، تغلبت إنشاء التحفيز الرقمية المستخدمة من قبل VisioTracker المشاكل المذكورة سابقا مع تسارع من كتلة خاملة من طبل التحفيز مخطط (بيك وآخرون، 2004). ضبط النفس من قبل اليرقات ميثيل لا تتدخل بشكل كبير مع حركة العين وليس لديها أي آثار طويلة الأجل على رفاهية الزرد. وكانت يرقات الأسماك بنجاحجزءا لا يتجزأ من الحفاظ على ميثيل لعدة أيام، حتى امدادات الاوكسجين عن طريق الجلد أصبح غير كاف للطلب مع زيادة العمر (تشيان وآخرون، 2005). وتقييدي الأسماك طريقة الكبار على حد سواء من السهل على الحيوان. قصر مدة التجربة، إلى جانب خيار تبادل بسرعة الحيوان اختبار لمختلف واحد، يضيف المزيد إلى الجوانب الإيجابية لرعاية الحيوان النظام. منذ يتم مسح مستمر الخياشيم عن طريق المياه، وهو ملائمة لارتفاع الماء مع أي مادة كيميائية في الاختيار لدراسة تأثيرها على حركات العين والأداء البصري. وبالمثل يمكن أن تضاف تجربة غسيل المغادرة دون الحاجة للتعامل مع الحيوان بين التجارب. تم تصغير الضوضاء بكسل في الصورة الفيديو من خلال تخفيف خوارزميات من البرنامج VisioTracker الملكية، مما يتيح درجة عالية قياسات دقيقة للموقف العين والسرعة الزاوية. وعلاوة على ذلك، لتسهيل إحصائيةتحليل، برنامج تخرج الحركات التي تحدث في رمشي سرعة ثابتة ولا تساهم في بيان التجريبية. وسهلت سرعة في المتوسط ​​من المنحنيات على إطارات الفيديو 7 تحليلها لاحقا. وVisioTracker يفتح بعدا جديدا لكثير من مجالات البحث المختلفة. وقد تم بالفعل النظام وسابقاتها المستخدمة لقياس الأداء بنجاح البصرية في يرقات اسماك الزرد، وذلك باستخدام المعلمات مثل حدة البصر، والحساسية التباين والتكيف الخفيفة (Rinner وآخرون، 2005A، Schonthaler وآخرون، 2010)، لتحليل وظيفي لل مبصرات مخروط بعد التلاعب أعضاء من الشبكة البصرية تنبيغ (مثل Rinner وآخرون، 2005b، ريننجر وآخرون، 2011.)، أو تحليل العيوب البصرية في يرقات اسماك الزرد متحولة (مثل Schonthaler وآخرون، 2005، 2008؛ Bahadori وآخرون، 2006). الترابط بين النضج المورفولوجية والوظيفية للنظام البصريوقد درست من قبل القياسات OKR لإظهار ذلك أساسا إلى أن حدة البصر سبيل المثال لا الحصر تماما من تباعد مبصرة في مراحل اليرقات (هوغ وآخرون، 2010). وVisioTracker مناسبة بالتساوي لتحليل وظيفة البصرية في الزرد الكبار وغيرها من أنواع الأسماك مماثلة الحجم (مولر وNeuhauss (2010)، فإن هذا التقرير). ومن الممكن أيضا تصور للاستفادة من النظام في المجالات البحثية مثل علم السموم أو الأدوية حيث يمكن إضافة المواد إلى التحقيق لتدفق المياه المحيطة الخياشيم الأسماك البالغة. وعلاوة على ذلك، نجد أن تنوع التحليلات VisioTracker تمكن أكثر دقة على سبيل المثال من ontogenetics وظيفة البصرية، العصبية وظيفة الدوائر والتنمية، أو الحسية السيطرة (انظر الاستعراض في هوانغ وNeuhauss، 2008).

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم كاشف </th><th> شركة </th><th> كتالوج رقم </th></tr><tr><td> ميثيل </td><td> سيغما الدريخ </td><td> M0387 </td></tr><tr><td> إيثيل 3-أمينوبنزوات methanesulfonate (MS-222) </td><td> سيغما الدريخ </td><td> E10521 </td></tr><tr><td> 35 مم طبق الثقافة الخلية </td><td> كورنينج </td><td> 430165 </td></tr><tr><td> مصل ماصة </td><td> غرينر الحيوي واحدة </td><td> 612 361 </td></tr><tr><td> VisioTracker </td><td> نظم TSE </td><td> 302060 </td></tr></tbody></table>

visiotracker, an innovative automated approach to oculomotor analysis

التحقيقات في تطوير النظام البصري وظيفة تتطلب النماذج السلوكية القابلة للقياس الكمي للأداء البصرية التي هي سهلة لاستخلاص أدلة، قوية، وسهلة للتلاعب. تم العثور على نموذج مناسب في استجابة حركة العين (OKR)، والسلوك الانعكاسي موجودة في جميع الفقاريات نظرا لقيمتها العالية التحديد. وينطوي OKR بطيئة التحفيز التالية حركات العينين تناوبت مع إعادة saccades السريع. ويتم بسهولة قياس هذا السلوك في يرقات اسماك الزرد، وذلك بسبب ظهور في وقت مبكر ومستقرة (تطويره بالكامل بعد 96 ساعة الإخصاب آخر (HPF))، والاستفادة من معرفة وافية حول علم الوراثة الزرد، على مدى عقود واحدة من طراز المفضل الكائنات الحية في هذا المجال. وفي الوقت نفسه اكتسب تحليل آليات مماثلة في الأسماك البالغة الأهمية، ولا سيما بالنسبة للتطبيقات الدوائية والسمية. نحن هنا وصف VisioTracker، ومؤتمتة بالكامل، وارتفاع throughpuر نظام للتحليل الكمي للأداء البصرية. ويستند هذا النظام على البحوث التي أجريت في مجموعة من البروفيسور ستيفان Neuhauss وأعيد تصميم أنظمة TSE. وهو يتكون من جهاز شل حركة الأسماك الصغيرة لرصد بواسطة كاميرا الفيديو عالية الجودة مجهزة عدسة التكبير عالية الدقة. ويحيط الحاوية الأسماك شاشة أسطوانية، التي يمكن ان يتوقع أنماط التحفيز الحاسوب ولدت. وتسجل حركات العين وتحليلها تلقائيا من قبل VisioTracker حزمة البرامج في الوقت الحقيقي. تحليل البيانات يمكن الاعتراف الفوري من المعلمات مثل مدة المرحلة بطيئة وسريعة، وحركة التردد دورة، وزيادة بطيئة المرحلة، حدة البصر، والحساسية النقيض. نتائج نموذجية تسمح على سبيل المثال التعرف السريع على النظام البصري المسوخ التي لا تظهر أي تغيير واضح في التشكل نوع البرية، أو تحديد كمية الآثار الدوائية أو السامة من والتشوهات الخلقيةوكلاء على أداء النظام البصري.

Watch this Scientific Journal Video about VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis at JoVE.com

VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis

وVisioTracker هو نظام آلي لتحليل كمي لأداء البصرية من الأسماك البالغة اليرقات الصغيرة ويعتمد على تسجيل حركات العين. ويتميز السيطرة الكاملة على خصائص التحفيز البصري والتحليل في الوقت الحقيقي، وتمكين عالية الإنتاجية البحوث في مجالات مثل تطوير النظام البصرية وظيفة، والصيدلة، والدراسات الدوائر العصبية الحسية والتكامل.

VisioTracker، نهجا مبتكرا لتحليل الآلي المحرك للعين

Investigations into the visual system development and function necessitate quantifiable behavioral models of visual performance that are easy to elicit, ...

visiotracker-an-innovative-automated-approach-to-oculomotor-analysis

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.0K Views.  University of Zurich. وVisioTracker هو نظام آلي لتحليل كمي لأداء البصرية من الأسماك البالغة اليرقات الصغيرة ويعتمد على تسجيل حركات العين. ويتميز السيطرة الكاملة على خصائص التحفيز البصري والتحليل في الوقت الحقيقي، وتمكين عالية الإنتاجية البحوث في مجالات مثل تطوير النظام البصرية وظيفة، و?...

Video: VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3. Specifically, it affects the ability of neurons to receive inputs from other cells2 and contributes to the propagation of action potentials4,5. The morphology of the neurites also affects how information is processed. The diversity of dendrite morphologies facilitate local and long range signaling and allow individual neurons or groups of neurons to carry out specialized functions within the neuronal network6,7. Alterations in dendrite morphology, including fragmentation of dendrites and changes in branching patterns, have been observed in a number of disease states, including Alzheimer's disease8, schizophrenia9,10, and mental retardation11. The ability to both understand the factors that shape dendrite morphologies and to identify changes in dendrite morphologies is essential in the understanding of nervous system function and dysfunction.
Neurite morphology is often analyzed by Sholl analysis and by counting the number of neurites and the number of branch tips. This analysis is generally applied to dendrites, but it can also be applied to axons. Performing this analysis by hand is both time consuming and inevitably introduces variability due to experimenter bias and inconsistency. The Bonfire program is a semi-automated approach to the analysis of dendrite and axon morphology that builds upon available open-source morphological analysis tools. Our program enables the detection of local changes in dendrite and axon branching behaviors by performing Sholl analysis on subregions of the neuritic arbor. For example, Sholl analysis is performed on both the neuron as a whole as well as on each subset of processes (primary, secondary, terminal, root, etc.) Dendrite and axon patterning is influenced by a number of intracellular and extracellular factors, many acting locally. Thus, the resulting arbor morphology is a result of specific processes acting on specific neurites, making it necessary to perform morphological analysis on a smaller scale in order to observe these local variations12.
The Bonfire program requires the use of two open-source analysis tools, the NeuronJ plugin to ImageJ and NeuronStudio. Neurons are traced in ImageJ, and NeuronStudio is used to define the connectivity between neurites. Bonfire contains a number of custom scripts written in MATLAB (MathWorks) that are used to convert the data into the appropriate format for further analysis, check for user errors, and ultimately perform Sholl analysis. Finally, data are exported into Excel for statistical analysis. A flow chart of the Bonfire program is shown in Figure 1.

We have developed a computer program to analyze neuronal morphology. In combination with two existing open source analysis tools, our program performs Sholl analysis and determines the number of neurites, branch points, and neurite tips. The analyses are performed so that local changes in neurite morphology can be observed.

الآلي Sholl تحليل الصرف متعلق بالخلايا العصبية رقمية على مستويات متعددة

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and dysfunctional brain.1 However, development of a platform to stimulate and store eye movements can require substantial programming, time and costs. Many systems do not offer the flexibility to program numerous stimuli for a variety of experimental needs. However, the VisualEyes System has a flexible architecture, allowing the operator to choose any background and foreground stimulus, program one or two screens for tandem or opposing eye movements and stimulate the left and right eye independently. This system can significantly reduce the programming development time needed to conduct an oculomotor study. The VisualEyes System will be discussed in three parts: 1) the oculomotor recording device to acquire eye movement responses, 2) the VisualEyes software written in LabView, to generate an array of stimuli and store responses as text files and 3) offline data analysis. Eye movements can be recorded by several types of instrumentation such as: a limbus tracking system, a sclera search coil, or a video image system. Typical eye movement stimuli such as saccadic steps, vergent ramps and vergent steps with the corresponding responses will be shown. In this video report, we demonstrate the flexibility of a system to create numerous visual stimuli and record eye movements that can be utilized by basic scientists and clinicians to study healthy as well as clinical populations.

Neural control and cognitive processes can be studied through eye movements. The VisualEyes software allows an operator to program stimuli on two computer screens independently using a simple, custom scripting language. The system can stimulate tandem eye movements (saccades and smooth pursuit) or opposing eye movements (vergence) or any combination.

VisualEyes: نظام وحدات البرمجيات لالمحرك للعين التجريب

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and ...

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion channel, and transporter cell surface presentation on a minutes time scale.&#160;There is a broad diversity of mechanisms that control endocytic trafficking of individual proteins. Studies investigating the molecular underpinnings of trafficking have primarily relied upon surface biotinylation to quantitatively measure changes in membrane protein surface expression in response to exogenous stimuli and gene manipulation.&#160;However, this approach has been mainly limited to cultured cells, which may not faithfully reflect the physiologically relevant mechanisms at play in adult neurons.&#160;Moreover, cultured cell approaches may underestimate region-specific differences in trafficking mechanisms.&#160;Here, we describe an approach that extends cell surface biotinylation to the acute brain slice preparation.&#160;We demonstrate that this method provides a high-fidelity approach to measure rapid changes in membrane protein surface levels in adult neurons.&#160;This approach is likely to have broad utility in the field of neuronal endocytic trafficking.

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Neuronal membrane trafficking dynamically controls plasma membrane protein availability and significantly impacts neurotransmission.&#160;To date, it has been challenging to measure neuronal endocytic trafficking in adult neurons.&#160;Here, we describe a highly effective, quantitative method to measure rapid changes in surface protein expression ex vivo in acute brain slices.

الدماغ شريحة Biotinylation: و<em&gt; فيفو السابقين</em&gt; النهج لقياس منطقة محددة بلازما بروتين غشاء الاتجار الكبار الخلايا العصبية

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion ...

Interfacing 3D Engineered Neuronal Cultures to Micro-Electrode Arrays: An Innovative In Vitro Experimental Model

Currently, large-scale networks derived from dissociated neurons growing and developing in vitro on extracellular micro-transducer devices are the gold-standard experimental model to study basic neurophysiological mechanisms involved in the formation and maintenance of neuronal cell assemblies. However, in vitro studies have been limited to the recording of the electrophysiological activity generated by bi-dimensional (2D) neural networks. Nonetheless, given the intricate relationship between structure and dynamics, a significant improvement is necessary to investigate the formation and the developing dynamics of three-dimensional (3D) networks. In this work, a novel experimental platform in which 3D hippocampal or cortical networks are coupled to planar Micro-Electrode Arrays (MEAs) is presented. 3D networks are realized by seeding neurons in a scaffold constituted of glass microbeads (30-40 &#181;m in diameter) on which neurons are able to grow and form complex interconnected 3D assemblies. In this way, it is possible to design engineered 3D networks made up of 5-8 layers with an expected final cell density. The increasing complexity in the morphological organization of the 3D assembly induces an enhancement of the electrophysiological patterns displayed by this type of networks. Compared with the standard 2D networks, where highly stereotyped bursting activity emerges, the 3D structure alters the bursting activity in terms of duration and frequency, as well as it allows observation of more random spiking activity. In this sense, the developed 3D model more closely resembles in vivo neural networks.

Interfacing 3D Engineered Neuronal Cultures to Micro-Electrode Arrays: An Innovative In Vitro Experimental Model

In this work, a novel experimental model in which 3D neuronal cultures are coupled to planar Micro-Electrode Arrays (MEAs) is presented. 3D networks are built by seeding neurons in a scaffold made up of glass microbeads on which neurons grow and form interconnected 3D structures.

تفاعل الثقافات 3D المهندسة العصبية لمايكرو الكهربائي صالحة: مبتكر<em&gt; في المختبر</em&gt; نموذج تجريبي

Currently, large-scale networks derived from dissociated neurons growing and developing in vitro on extracellular micro-transducer devices are the ...

An Approach to Enhance Alignment and Myelination of Dorsal Root Ganglion Neurons

Axon regeneration is a chaotic process due largely to unorganized axon alignment. Therefore, in order for a sufficient number of regenerated axons to bridge the lesion site, properly organized axonal alignment is required. Since demyelination after nerve injury strongly impairs the conductive capacity of surviving axons, remyelination is critical for successful functioning of regenerated nerves. Previously, we demonstrated that mesenchymal stem cells (MSCs) aligned on a pre-stretch induced anisotropic surface because the cells can sense a larger effective stiffness in the stretched direction than in the perpendicular direction. We also showed that an anisotropic surface arising from a mechanical pre-stretched surface similarly affects alignment, as well as growth and myelination of axons. Here, we provide a detailed protocol for preparing a pre-stretched anisotropic surface, the isolation and culture of dorsal root ganglion (DRG) neurons on a pre-stretched surface, and show the myelination behavior of a co-culture of DRG neurons with Schwann cells (SCs) on a pre-stretched surface.

This protocol describes the isolation of dorsal root ganglion (DRG) neurons isolated from rats and the culture of DRG neurons on a static pre-stretched cell culture system to enhance axon alignment, with subsequent co-culture of Schwann Cells (SCs) to promote myelination.

مدخل لتعزيز التوافق وتكون الميالين في ظهري الجذر العقدة العصبية

Axon regeneration is a chaotic process due largely to unorganized axon alignment. Therefore, in order for a sufficient number of regenerated axons to ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method described here enables the investigator to measure long-lasting (from minutes to hours) high-quality intracellular responses from single Drosophila R1-R6 photoreceptors and Large Monopolar Cells (LMCs) to light stimuli. Because the recording system has low noise, it can be used to study variability among individual cells in the fly eye, and how their outputs reflect the physical properties of the visual environment. We outline all key steps in performing this technique. The basic steps in constructing an appropriate electrophysiology set-up for recording, such as design and selection of the experimental equipment are described. We also explain how to prepare for recording by making appropriate (sharp) recording and (blunt) reference electrodes. Details are given on how to fix an intact fly in a bespoke fly-holder, prepare a small window in its eye and insert a recording electrode through this hole with minimal damage. We explain how to localize the center of a cell's receptive field, dark- or light-adapt the studied cell, and to record its voltage responses to dynamic light stimuli. Finally, we describe the criteria for stable normal recordings, show characteristic high-quality voltage responses of individual cells to different light stimuli, and briefly define how to quantify their signaling performance. Many aspects of the method are technically challenging and require practice and patience to master. But once learned and optimized for the investigator's experimental objectives, it grants outstanding in vivo neurophysiological data.

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Sharp microelectrodes enable accurate electrophysiological characterization of photoreceptor and visual interneuron output in living Drosophila. Here we show how to use this method to record high-quality voltage responses of individual cells to controlled light stimulation. This method is ideal for studying neural information processing in insect compound eyes.

الطريقة الكهربية لالردود تسجيل بين الخلايا الجهد ل<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; خلايا مستقبلة للضوء وInterneurons إلى النور المحفزات<em&gt; في فيفو</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

Dissecting the neuronal and neuromuscular circuits that regulate behavior remains a major challenge in biology. The nematode Caenorhabditis elegans has proven to be an invaluable model organism in helping to tackle this challenge, from inspiring technological approaches,&#160;building the human brain connectome, to actually shedding light on the specific molecular drivers of basic functional patterns. The bulk of the behavioral studies in C. elegans have been performed on solid substrates. In liquid, animals exhibit behavioral patterns that include movement at a range of speeds in 3D, as well as partial body movements, such as a posterior curl without anterior shape change, which introduce new challenges for quantitation. The steps of a simple procedure, and use of a software that enables high-resolution analysis of C. elegans swim behavior, are presented here. The software, named CeleST, uses a specialized computer program that tracks multiple animals simultaneously and provides novel measures of C. elegans locomotion in liquid (swimming). The measures are mostly grounded in animal posture and based on mathematics used in computer vision and pattern recognition, without computational requirements for threshold cut-offs. The software tool can be used to both assess overall swimming prowess in hundreds of animals from combined small batch trials and to reveal novel phenotypes even in well-characterized genetic mutants. The preparation of specimens for analysis with CeleST is simple and low-tech, enabling wide adaptation by the scientific community. Use of the computational approach described here should therefore contribute to the greater understanding of behavior and behavioral circuits in the C. elegans model.

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

An efficient and simple methodology for computer-based analysis of nematode swimming behavior in liquid is described. The method requires little to no investment for C. elegans laboratories. The hardware used is standard, and the computer software for the behavioral analysis (CeleST) is an open source one.

تحليل الآلي لل<em&gt; C. ايليجانس</em&gt; السباحة السلوك باستخدام CeleST البرمجيات

Dissecting the neuronal and neuromuscular circuits that regulate behavior remains a major challenge in biology. The nematode Caenorhabditis elegans has ...

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some disadvantages such as subjective data and the requirement of a skilled, experienced experimenter. To date, a variety of modifications have improved the von Frey method, but it still has a few limitations. Recent reports have suggested that gait analysis produces more accurate and objective data from the neuropathic animals. This protocol demonstrates how to perform the automated gait analysis to determine the degree of neuropathic pain in mice. After several days of acclimation, the mice were allowed to walk freely on the glass floor to illuminate footprints. Then, quantification of the footprints and gait were performed through video clips with automatic analysis of various walking parameters, such as area of paw print, swing time, angle of paw, etc.
The main purpose of this study is to describe the methodology of automated gait analysis and briefly compare it with data from the classical sensory test using von Frey filament.

The precise assessment of pain response in a neuropathic animal model is critical to investigate the pathophysiology of pain diseases and develop new analgesics. We present a sensitive and objective method to determine the sensory function of the rodent hind paw by an automated gait analysis system.

تحليل مشيه الآلي في الفئران مع الإصابات المزمنة انقباض

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

Despite&#160;numerous studies that attempt to develop reliable animal models&#160;which reflecting the primary processes underlying neurodegeneration, very few have been widely accepted. Here, we propose&#160;a new procedure&#160;adapted from the well-known ex vivo brain slice technique, which offers a closer in vivo-like scenario than in vitro preparations, for investigating the early events triggering cell degeneration, as observed in Alzheimer&#39;s disease (AD). This variation consists of simple and easily reproducible steps, which enable preservation of the anatomical cytoarchitecture of the selected brain region and its local functionality in a physiological milieu. Different anatomical areas can be obtained from the same brain, providing the opportunity to perform multiple experiments with the treatments in question in a site-, dose-, and time-dependent manner. Potential limitations&#160;which could affect the outcomes related to this methodology are related to the conservation of the tissue, i.e., the maintenance of its anatomical integrity during the slicing and incubation steps and the section thickness, which can influence the biochemical and immunohistochemical analysis. This approach can be employed for different purposes, such as exploring molecular mechanisms involved in physiological or pathological conditions, drug screening, or dose-response assays. Finally, this protocol could also reduce the number of animals employed in behavioral studies. The application reported here has been recently described and tested for the first time on ex vivo rat brain slices containing the basal forebrain (BF), which is one of the cerebral regions primarily affected in AD. Specifically, it has been demonstrated that the administration of a toxic peptide derived from the C-terminus of acetylcholinesterase (AChE) could prompt an AD-like profile, triggering, along the antero-posterior axis of the BF, a differential expression of proteins altered in AD, such as the alpha7 nicotinic receptor (&#945;7-nAChR), phosphorylated Tau (p-Tau), and amyloid beta (A&#946;).

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

We present a method which can&#160;provide further insights into the early events underlying neurodegeneration and based on the established ex-vivo brain technique, combining the advantages of in vivo and in vitro experiments. Moreover, it represents a unique opportunity for direct comparison of treated and untreated group in the same anatomical plane.

وثمة نهج بديل لدراسة الأحداث الرئيسية في نيوروديجينيريشن باستخدام شرائح المخ الفئران السابقين فيفو

Despite&#160;numerous studies that attempt to develop reliable animal models&#160;which reflecting the primary processes underlying neurodegeneration, ...

An Unbiased Approach of Sampling TEM Sections in Neuroscience

Investigations of the ultrastructural features of neurons and their synapses are only possible with electron microscopy. Especially for comparative studies of the changes in densities and distributions of such features, an unbiased sampling protocol is vital for reliable results. Here, we present a workflow for the image acquisition of brain samples. The workflow allows systematic uniform random sampling within a defined brain region, and the images can be analyzed using a disector. This technique is much faster than extensive examination of serial sections but still presents a feasible approach to estimate the densities and distributions of ultrastructure features. Before embedding, stained vibratome sections were used as a reference to identify the brain region under investigation, which helped speed up the overall specimen preparation process. This approach was used for comparative studies investigating the effect of an enriched-housing environment on several ultrastructural parameters in the mouse brain. Based on the successful use of the workflow, we adapted it for the purpose of elemental analysis of brain samples. We optimized the protocol in terms of the time of user-interaction. Automating all the time-consuming steps by compiling a script for the open source software SerialEM helps the user to focus on the main work of acquiring the elemental maps. As in the original workflow, we paid attention to the unbiased sampling approach to guarantee reliable results.

We introduce a novel workflow for electron microscopy investigations of brain tissue. The method allows the user to examine neuronal features in an unbiased fashion. For elemental analysis, we also present a script that automatizes most of the workflow for randomized sampling.

نهج غير منحازة لأخذ العينات الأقسام تيم في علم الأعصاب

Investigations of the ultrastructural features of neurons and their synapses are only possible with electron microscopy. Especially for comparative ...